超高速磨削加工及其關(guān)鍵技術(shù)

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1、超高速磨削加工及其關(guān)鍵技術(shù)張洪波>石俊強(qiáng)?陳奕(合肥學(xué)院雙實(shí)中心，合肥230022)摘要超高速餅削加工技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的高新蘑削加工技術(shù),具冇傳統(tǒng)的蘑削加工技術(shù)不町替代的諸多優(yōu)點(diǎn)，擁冇光明的市場(chǎng)前景。文中根據(jù)國(guó)內(nèi)外最新的研究資料，對(duì)超高速磨削加匚技術(shù)的機(jī)理、特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了較為詳實(shí)的介紹和論述。矢鍵詞超高速；磨削加工；關(guān)鍵技術(shù)中圖分類號(hào):TG580.614文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào):1002-2333(2009)06-0096-02Ultra-highSpeedGrindingMachiningandItsKeyTechnologiesZHANGHong-bo,

2、SHIJun-qiang,CHENYi(BasicExperiment&PracticeTeachingCenter,HefeiUniversity,Hefei230022,China)Abstract:Ultra-highspeedgrindingmachiningtechnologyisasynthetichighandnewgrindingmachiningtechnology,ithasmanyadvantagesthatcannotbesubstitutedbytraditionalgrindingmachiningtechnologyandwidel

3、yapplyincprospect.Inthispaper,mechanics,featuresandkeytechnologiesaboutultra-rapidgrindingmachiningtechnologyaredetailedlyintroducedaccordingtotheneweststudydocuments?Keywords:ultra-highspeed;grindingmachining;keytechnology1引言超高速磨削加工技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代幵始發(fā)展起來的一種高新磨削加工技術(shù)。自從面世以來該技術(shù)因其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到了國(guó)

4、內(nèi)外學(xué)術(shù)界和制造業(yè)的極大尖注。一般而言按照砂輪線速度Vs的高低磨削加工可分為普通磨削(vs=30'40m/s)和高速磨glJ(vs=45'120m/s)兩類?而超高速磨削是指砂輪線速度為普通磨削5倍以上(即vs>150m/s)的高速磨削。與傳統(tǒng)的磨削加工相比超高速磨削加工在提高生產(chǎn)率、降低企業(yè)生產(chǎn)成本、減少產(chǎn)品在磨削加工過程中的熱變形、熱應(yīng)力、減輕磨削力、減輕和消除加工設(shè)備和磨具在加工過程中的振動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量零件的加工等諸多方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2超高速磨削加工的機(jī)理1930年代初?德國(guó)著名的機(jī)械切削物理學(xué)家卡爾?薩洛蒙(CarlSalomon)分析和總

5、結(jié)了大量的切削加工實(shí)驗(yàn)'速度-溫度'曲線首次創(chuàng)新地提出了超高速切削加工的理論。他指出：在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi)切削溫度隨著切削速度的增大而升高；而且在超過一定的切削速度后莊于切削溫度的升高超過了刀具的承受能力?刀具的硬度會(huì)劇烈降低刀具發(fā)軟并出現(xiàn)劇烈磨損?將使切削加工無法繼續(xù)進(jìn)行。但是當(dāng)切削速度繼續(xù)增大，達(dá)到甚至超過一定的數(shù)值后如果再增加切削速度dt匕時(shí)的切削溫度不但不會(huì)升高?反而會(huì)降低甚至?xí)陀诘毒呖梢猿惺艿臏囟?這樣就可能重新利用現(xiàn)有的刀具進(jìn)行超高速加工-大幅度地減少切削加工的時(shí)間?提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，這便是超高速切削加工的概念。如圖1所示。對(duì)磨削加工而言也存在

6、著同樣的現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的磨削速度范圍內(nèi)(V$v120m/s)，隨著磨削速度的提高?—方面由于砂輪回轉(zhuǎn)速度的增大?巨大離心力的作用會(huì)使砂輪出現(xiàn)破裂現(xiàn)象?另一方面大量產(chǎn)生的磨削熱直接導(dǎo)致磨削溫度的劇烈升些都將使磨削加工無法繼續(xù)進(jìn)行下去。但是?當(dāng)磨削速度繼續(xù)增大?達(dá)到甚至超過一定的數(shù)值后如果再增加磨削速度此時(shí)的磨削力和磨削溫度不但不會(huì)升高?反而都會(huì)降低被加工工件的表面將不再出現(xiàn)燒傷破壞缺陷。這樣在解決砂輪高速破裂缺陷的前提下可能進(jìn)行超高速磨削加工穴幅度地減少磨削加工的時(shí)間提高設(shè)備的生產(chǎn)效率?這便是超高速磨削加工的概念。高強(qiáng)度、高硬度立方氮化硼砂輪的出現(xiàn)使超高速磨削加工的

7、應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。3超高速磨削加工技術(shù)的特點(diǎn)超高速磨削加工技術(shù)與常規(guī)的磨削加工相比?在以下幾方面具有明顯的技術(shù)特點(diǎn)：3.1磨削效率高超高速磨削時(shí)的磨削速度可達(dá)150m/s以上?所以?相應(yīng)地其進(jìn)給速度必然是相當(dāng)快的?因而可使磨削效率顯著提高。實(shí)驗(yàn)表明采用立方氮化硼砂輪逬行超高速磨削砂輪線速度由80m/s提高至300m/s時(shí)?磨削效率可以提高近20倍。3.2加工質(zhì)量高3.2.1加工精度高96I機(jī)械工程師2009年第6期學(xué)術(shù)戈流理論/研發(fā)/設(shè)計(jì)/制造ACADEMIC由于磨屑厚度變薄在磨削效率不變時(shí)法向磨削力隨磨削速度的增大而大幅度減少?從而減小了工件在磨削過程中的變形提高

8、工件的加工精度。此外超高